李一銣
（化工部第三設(shè)計院，安徽 合肥 230022）

摘要：針對活性白土生產(chǎn)工藝落后現(xiàn)狀，從環(huán)境保護(hù)角度提出了切實可行的改進(jìn)措施；并在治理污水的同時，著重考慮了資源綜合利用途徑，使治理裝置具有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　關(guān)鍵詞：活性白土；水處理；固液分離；沉降；膜過濾；中和
　　中圖分類號：X78
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2001)04-0031-02

目前國內(nèi)活性白土行業(yè)生產(chǎn)工藝落后，環(huán)保設(shè)施不配套，每年向外排放的污水中不僅含酸量較高而且?guī)ё叽罅康陌淄翍腋☆w粒。如東北某廠，活性白土設(shè)備生產(chǎn)能力為3×10⁴t/a，實際生產(chǎn)量只有2.2×10⁴t/a左右，每年排放105×10⁴t/a污水，隨污水帶走約7000t白土懸浮物（產(chǎn)品）和9500t酸（折合成硫酸）。這不僅嚴(yán)重污染環(huán)境而且給企業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 污水治理工藝思路

1.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問題
活性白土生產(chǎn)現(xiàn)狀的工藝流程如圖1。

原料膨潤土加硫酸、水進(jìn)行活化反應(yīng)，生成的活性白土和母液混合物中含H2SO₄為3％～4％，進(jìn)入水洗塔水洗，使排出的大顆粒白土的酸含量≤0.2％，然后去干燥、研磨成活性白土產(chǎn)品。母液中未洗出的小顆粒白土懸浮物隨母液一起進(jìn)入水洗池進(jìn)一步反復(fù)水洗，將小部分酸含量≤0.2％的白土顆粒分離出來，大部分被排出的污水所帶走。
該工藝的主要缺陷是：水洗效率低、洗水耗量大、污水排量大，造成水資源浪費；由于水洗效率低，白土產(chǎn)品流失量大（約三分之二產(chǎn)品被帶走）；污水的pH1～3、SS8000～1000mg/L，嚴(yán)重超標(biāo)，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染；由于產(chǎn)品流失，造成資源浪費，嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
1.2 工藝過程改進(jìn)
1.2.1 反應(yīng)漿液直接過濾
將活化反應(yīng)后的漿液進(jìn)行固液分離，分離后的白土濾餅再去洗滌回收，可將原工藝流失的白土的90％回收，不僅提高了活性白土的回收率，而且可大大減少洗水用量。
本工藝選用連續(xù)水平帶式真空過濾機(jī)進(jìn)行固液分離，該過濾機(jī)即使在較高溫度（100～120℃）下，其材質(zhì)局部更換后仍可耐酸腐蝕，而且濾餅可在過濾作業(yè)的同時進(jìn)行連續(xù)水洗，降低白土產(chǎn)品的酸含量，最大限度地減少后續(xù)工序的洗水耗量。
反應(yīng)料漿經(jīng)固液分離后排出的母液主要成分如表1。

表1 母液主要成分 成分 Al³⁺ Fe³⁺ Fe²⁺ Mg²⁺ H₂SO₄ H2SiO₃ 重量百分?jǐn)?shù) 0.56 0.24 0.06 0.19 4.01 0.10

其中Al₂(SO₄)₃·18H₂O占7％左右，該母液是一種良好的水處理劑；另外，該母液還可以作為生產(chǎn)Al₂(SO₄)₃小的原料。
1.2.2 水洗塔溢流液進(jìn)行沉降濃縮
水洗塔溢流液含白土懸浮物2％～3％，為了提高白土收率，將溢流液中懸浮物沉降濃縮后再去水洗池，使進(jìn)水洗池的白土濃度達(dá)10％～20％，提高10倍左右。這樣，可大大提高水洗效率，使原來流失的白土90％得以回收，同時，使排水中SS大大降低。

2 污水治理工藝

活性白土生產(chǎn)工藝經(jīng)以上措施改進(jìn)以后，流失的白土得到回收，產(chǎn)量增加，成本降低，可使企業(yè)的效益大為改觀，但排放污水的pH仍然超標(biāo)，須經(jīng)處理才能排放。處理工藝分中和及過濾兩個步驟。
2.1 中和
水洗池溢流排水的pH為2～3，本工藝采用石灰為中和劑，雖然中和后產(chǎn)生大量石膏渣，但由于運行成本比用NaOH中和低（只有NaOH中和費用的1/5～1/6），故選用石灰作中和劑。中和后產(chǎn)生的乳濁液含CaSO₄·2H₂O、Fe(OH)₃、Fe(OH)₂、Al(OH)₃及CaSiO₃等沉淀物，經(jīng)過濾，使SS進(jìn)一步降低，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
本工藝采用分級槽式中和器，其特點是中和劑與污水混合充分，由于各級都有機(jī)械攪拌，反應(yīng)強(qiáng)度大，中和完全，效率較高。
2.2 中和液的過濾
本工藝通過現(xiàn)場中試篩選，確定選用膜過濾進(jìn)行固液分離，膜過濾的特點是表面過濾，濾膜薄而光滑，阻力很小，膜的孔徑為0.1～1μm，小于SS的粒徑，過濾后的SS被截留在膜表面上，不會堵塞孔道。所以，過濾效率高，反沖洗容易，操作簡便，自動化程度較高，濾液中SS含量≤50mg/L，大大低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，可回用作水洗水。過濾后產(chǎn)生的污泥含水率約80％，再經(jīng)板框壓濾后含水50％，干基含CaSO₄、Fe(OH)₃、Fe(OH)₂、Al(OH)₃等，經(jīng)磚廠鑒定可作制磚原料，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3 工藝改進(jìn)及污水治理流程

綜上所述，針對目前國內(nèi)的落后工藝進(jìn)行改進(jìn)并增加了后續(xù)污水治理工藝，其總的工藝流程如圖2所示。

首先，從反應(yīng)釜出來的料漿送到連續(xù)水平真空帶式過濾機(jī)進(jìn)行固液分離，分離出的母液流到母液槽，用泵送至廠外綜合利用。濾餅及濾布洗水流入再漿槽，再加部分洗水進(jìn)行稀釋，稀釋后的物料送至水洗塔上部，較大顆粒的白土下沉到塔底加水洗滌，使酸含量≤0.2％，作為半成品從底部排出；上部的溢流液含2％～3％的小顆粒白土懸浮物自流到沉降槽上部。在沉降槽中，白土懸浮固粒逐步下沉到槽的下部濃縮段，上清液從上部溢流口排出；槽底排出的濃液進(jìn)到水洗池，分階段反復(fù)進(jìn)行水洗，使含白土懸浮粒子的濃液酸含量≤0.2％，作為半成品排出水洗池，用漿液泵打至干燥、磨粉工序。水洗過程排出的溢流液呈酸性，含有少量SS，不能直接排放，需進(jìn)行中和；另外，沉降槽上部溢流液同樣需中和處理。生產(chǎn)過程中這兩股含酸污水的中和是在分段槽式中和器中進(jìn)行，采用石灰乳作中和劑，中和產(chǎn)生的乳濁液用泵打到膜過濾器進(jìn)行固液分離，過濾過程為連續(xù)自動操作。經(jīng)過濾后的清液含SS＜50mg/L，去回水槽，打回裝置定向回用或排放。過濾器下部排出的濃漿渣含水80％左右需用板框壓濾機(jī)進(jìn)一步干化后外運至磚廠，做制磚原料。

4 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

我院在承擔(dān)東北某廠活性白土污水治理設(shè)計的同時，對原生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，使活性白土產(chǎn)量由原來的2.2×10⁴t/a提高到3×10⁴t/a。
現(xiàn)將主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)列述于下。
4.1 處理水量、水質(zhì)及回收白土量
4.1.1 處理水量、水質(zhì)
處理水量：3500t/d
　　處理前、后水質(zhì)見表2：

表2 處理前、后水質(zhì) 時間 pH SS/(mg·L^-1) COD/(mg·L^-1) 石油類/(mg·L^-1) NH3-N/(mg·L^-1) 處理前 1～3 8000～10000 23～29 5～8 2～4 處理后 6～9 ＜50 20 2 3

　　回收活性白土量7200t/a。
4.2 原材料及動力消耗
　　石灰（折100％CaO）：5000t/a
　　過濾膜：200m²/a
　　電耗：2.6×10⁶kWh/a
4.3 投資及成本
　　工程總投資：1600萬元
　　回收活性白土成本：790元/t（售價 1050元/t）
　　處理污水成本：2.6元/t
　　綜合利用價值見表3。

表3 綜合利用價值 序號 項目 價值/萬元 備注 1 活化母液 355 水處理劑 2 回用水 65 洗滌水 3 回收白土 756 產(chǎn)品 4 中和泥渣 待定 紅磚原料 5 減少排污費 35.7 合計 1211.7

作者簡介：
李一銣（1938～），男，教授級高工。